多種刷新率

Android 11 新增支援採用多種刷新率的裝置。這項功能有三個主要元件：

  • android.hardware.graphics.composer@2.4 中推出的新 HAL API。
  • 平台程式碼，用於剖析不同螢幕重新整理頻率的裝置設定，並設定所需的螢幕重新整理頻率
  • 新的 SDK 和 NDK API，可讓應用程式設定所需的影格速率

實作

android.hardware.graphics.composer@2.4 HAL 已新增專屬的刷新率切換支援功能。由於先前版本的 composer HAL 對螢幕更新率切換的支援有限，因此強烈建議您使用此版本。

配置群組

在 IComposerClient::Attribute 中新增了 CONFIG_GROUP 屬性，可使用 getDisplayAttribute_2_4 API 進行查詢。這項屬性可讓供應商將顯示設定分組。在大多數情況下，同一個群組中的設定可讓您無縫切換。平台會使用設定群組來區分可切換的設定，以便切換設定的刷新率，而非其他屬性。

請參考以下範例，瞭解在支援四種顯示設定的裝置上使用設定群組的好處：

  • 1080p@60Hz
  • 1080p@90Hz
  • 1080i@72Hz
  • 1080i@48Hz

雖然裝置支援 48Hz、60Hz、72Hz 和 90Hz 的螢幕刷新率，但螢幕會以不同的模式運作，且從 60Hz 切換至 72Hz 會將螢幕設定從 1080p 變更為 1080i，這可能不是您想要的行為。您可以使用設定群組解決這個問題。將 60Hz 和 90Hz 歸入同一個設定群組，而 48Hz 和 72Hz 則歸入另一個設定群組。平台知道可以切換 60 Hz 和 90 Hz 之間，以及 48 Hz 和 72 Hz 之間，但不能切換 60 Hz 和 72 Hz 之間，因為這會導致設定變更，而非單純變更刷新率。

Composer API 更新

getDisplayVsyncPeriod
為提供更佳的控管功能和可預測性，我們已新增 getDisplayVsyncPeriod 。getDisplayVsyncPeriod 會傳回螢幕目前的刷新率 (以 vsync 週期為準)。這在轉換螢幕更新率時特別實用，因為平台需要根據目前的螢幕更新率決定何時開始顯示下一個影格。
setActiveConfigWithConstraints
setActiveConfigWithConstraints 方法是現有 setActiveConfig 方法的新擴充功能，可提供更多設定變更資訊。限制條件會提供為 vsyncPeriodChangeConstraints 參數的一部分，並包含下列參數。
    desiredTimeNanos
    CLOCK_MONOTONIC 中的時間，此時間過後，vsync 週期可能會變更 (也就是說，vsync 週期必須在這個時間之前變更)。當平台想要提前規劃刷新率變更，但佇列中已有要顯示的緩衝區時，這項功能就非常實用。平台會根據這些緩衝區設定這段時間，確保螢幕刷新率轉換過程盡可能順暢。
    seamlessRequired
    如果為 true，則要求 vsync 期間變更必須無縫進行，且不會出現明顯的視覺瑕疵。當內容變更導致需要變更更新率時 (例如裝置處於閒置狀態且動畫開始播放)，平台會使用這個旗標。這樣一來，供應商就能在特定設定變更可能導致明顯視覺瑕疵時，禁止變更。如果無法順利變更設定，且 seamlessRequired 已設為 true，則實作應會傳回 SEAMLESS_NOT_POSSIBLE 做為傳回碼，並在可順利變更相同設定時呼叫新的 onSeamlessPossible 回呼。

實作成功後，實作會傳回 VsyncPeriodChangeTimeline，告知平台何時應發生更新率變更。newVsyncAppliedTimeNanos 參數必須設為 CLOCK_MONOTONIC 中的時間，以便新顯示器開始以新的 vsync 週期進行重新整理。搭配 desiredTimeNanos 後，平台就能提前規劃螢幕更新率切換作業，並提前開始為應用程式啟用新螢幕更新率。這樣就能流暢地轉換刷新率。

部分實作方式需要先傳送刷新影格，才能傳送刷新率。為此，HAL 提供 refreshRequired 參數，用於指出需要刷新影格，並提供 refreshTimeNanos，用於指出需要在哪個 vsync 之後傳送刷新影格。

onVsyncPeriodTimingChanged [回呼]
HAL 可呼叫的新回呼，用於向平台指出時間軸的某些參數已變更，且平台需要調整時間軸。如果舊時間表因 HAL 的處理時間過長或刷新影格延遲而錯過，則會呼叫這個回呼。

平台如何決定變更更新率？

系統會在下列兩個系統服務中選取更新率：

DisplayManager
DisplayManager 會設定刷新率的高層級政策。它會設定預設顯示設定，這與作曲家 HAL 設定相同。此外，它會為 SurfaceFlinger 設定最小值和最大值範圍，以便選擇做為更新率。
SurfaceFlinger
透過設定與預設設定相同的設定群組，並且更新率在最小/最大範圍內，來決定更新率。

顯示管理工具會按照下列步驟判斷政策：

  • 透過查詢 SurfaceFlinger 中的有效設定，找出預設設定 ID
  • 透過系統條件的迴圈，限制最小和最大值的範圍
    • 預設重新整理頻率設定：預設重新整理頻率值會在 R.integer.config_defaultRefreshRate 設定重疊圖中設定。這個值可用來決定動畫和觸控互動功能的標準裝置更新率。
    • 最高重新整理頻率設定：最高重新整理頻率值會從 Settings.System.PEAK_REFRESH_RATE 讀取。這個值會在執行階段變更，以反映目前的裝置設定 (例如來自選單選項)。預設值會在 R.integer.config_defaultPeakRefreshRate 設定疊加層中設定。
    • 最低重新整理率設定：系統會從 Settings.System.MIN_REFRESH_RATE 讀取最低重新整理率值。這個值可在執行階段變更，以反映目前的裝置設定 (例如來自選單選項)。預設值為 0，因此沒有預設最小值。
    • 應用程式要求的 ModeId：應用程式可以設定 WindowManager.LayoutParams.preferredDisplayModeId，以反映螢幕應運作的偏好設定。在大多數情況下，DisplayManager 會依據情況設定預設設定 ID，並將最小和最大更新率設為與設定的更新率相符。
    • 省電模式：裝置處於省電模式時，螢幕更新率會限制在 60Hz 以下，這會透過 Settings.Global.LOW_POWER_MODE. 表示

DisplayManager 設定政策後，SurfaceFlinger 會根據有效圖層 (排入佇列的幀更新圖層) 設定更新率。如果圖層擁有者設定影格速率，SurfaceFlinger 會嘗試將更新速率設為該速率的倍數。舉例來說，如果兩個有效圖層將影格速率設為 24 和 60，SurfaceFlinger 會選擇 120Hz (如果可用)。如果 SurfaceFlinger 無法使用這類更新率，就會嘗試挑選最能降低影格速率誤差的更新率。詳情請參閱 developer.android.com 上的開發人員說明文件。

SurfaceFlinger 會維護下列標記，以控制決定更新率的方式：

  • ro.surface_flinger.use_content_detection_for_refresh_rate: 如果已設定，系統會根據有效圖層決定刷新率，即使未設定影格速率也一樣。SurfaceFlinger 會維持一種啟發式，透過查看附加至緩衝區的呈現時間戳記，找出此層發布緩衝區的平均 FPS。
  • ro.surface_flinger.set_touch_timer_ms：如果 > 0，當使用者觸碰螢幕時，系統會使用預設的重新整理率，直到設定的逾時時間到期為止。這項經驗法則會使用動畫的預設更新率。
  • ro.surface_flinger.set_idle_timer_ms：如果大於 0，在逾時期間沒有螢幕更新時，系統會使用最小更新率。
  • ro.surface_flinger.set_display_power_timer_ms：如果 > 0，在開啟螢幕 (或退出 AOD) 時，系統會在設定的逾時期間使用預設的更新率。

Frame Rate API

影格速率 API 可讓應用程式向 Android 平台告知其預期的影格速率，並適用於指定 Android 11 為目標版本的應用程式。如要進一步瞭解影格速率 API，請參閱 developer.android.com 的開發人員說明文件。

開發人員選項

選單中已新增一個開發人員選項，可切換顯示目前刷新率的疊加層。新選項位於「設定」 >「系統」 >「開發人員選項」 >「顯示更新率」。